• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.93-101
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• 2023

In this study, a deep learning algorithm was used to diagnose electric potential signals obtained through CIPS and DCVG, used indirect inspection methods to confirm the soundness of buried pipes. The deep learning algorithm consisted of CNN(Convolutional Neural Network) model for diagnosing the electric potential signal and Grad CAM(Gradient-weighted Class Activation Mapping) for showing the flaw prediction point. The CNN model for diagnosing electric potential signals classifies input data as normal/abnormal according to the presence or absence of flaw in the buried pipe, and for abnormal data, Grad CAM generates a heat map that visualizes the flaw prediction part of the buried pipe. The CIPS/DCVG signal and piping layout obtained from the 3D finite element model were used as input data for learning the CNN. The trained CNN classified the normal/abnormal data with 93% accuracy, and the Grad-CAM predicted flaws point with an average error of 2m. As a result, it confirmed that the electric potential signal of buried pipe can be diagnosed using a CNN-based deep learning algorithm.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권2호
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• pp.167-183
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• 2013

Methods for estimating structural reliability using probability ideas are well established. When the residual ultimate strength of a buried pipeline is exceeded the limit, breakage becomes imminent and the overall reliability of the pipe distribution network is reduced. This paper is concerned with estimating structural failure of underground flexible pipes due to corrosion induced excessive deflection, buckling, wall thrust and bending stress subject to externally applied loading. With changes of pipe wall thickness due to corrosion, the moment of inertia and the cross-sectional area of pipe wall are directly changed with time. Consequently, the chance of survival or the reliability of the pipe material is decreased over time. One numerical example has been presented for a buried steel pipe to predict the probability of failure using Hasofer-Lind and Rackwitz-Fiessler algorithm and Monte Carlo simulation. Then the parametric study and sensitivity analysis have been conducted on the reliability of pipeline with different influencing factors, e.g. pipe thickness, diameter, backfill height etc.

• 한국가스학회지
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• 제13권2호
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• pp.30-35
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• 2009

본 연구는 지중에서 배관이 교차할 때 상부 강성관이 하부 연성관에 영향을 미치는 유효 깊이와 유효 길이에 대한 개념을 이용하여 두 매설 배관의 교차 정도와 배관 사이의 거리에 따른 하부 매설 배관의 영향범위를 파악 하고자한다. 이를 위하여 상부 배관과 하부 배관을 각각 원심력 철근콘크리트관과 가스수송용 강관으로 구현하였다. 이때 1.0m에 매설된 상부 배관으로부터 하부 배관은 각각 0.5m에서 5m의 매설심도를 가지며 두 배관의 교차각을 0, 30, 60, $90^{\circ}$로 변화하여 연구를 진행하였다. 그 결과 유효깊이는 두 매설 배관의 교차각이 증가함에 따라 증가하며, 두 매설관 사이의 거리가 증가함에 따라 감소하다 일정 값으로 수렴하게 된다. 또한 두 교차 배관의 교차 각 증가에 따른 유효길이와 휨응력 합의 관계를 정리하였다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.144-151
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• 2012

지역난방시스템이란 열에너지를 생산하고 만들어진 열에너지를 넓은 지역에 공급하는 시스템이다. 지역난방시스템은 국부난방보다 더 효율적이고 친환경적이라고 할 수 있다. 생산 된 열은 단열 배관 네트워크를 통해 사용자들에게 공급된다. 지역난방시스템의 효율적인 운전을 위해서는 여러 가지 운전 조건에서 배관망 네트워크의 유량, 압력 및 온도 분포를 예측하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지역난방용 지중매설 배관망 네트워크에서의 열-유체 동적거동을 수학적 모델을 사용하여 예측하였다. 수학적 모델은 물질, 운동량 및 에너지 수지식을 사용하였다. 모델링의 결과를 검증하기 위하여 강남지역 지역난방시스템에서 측정한 결과와 모델링의 결과를 비교하였다.

• 상하수도학회지
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• 제26권5호
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• pp.669-683
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• 2012

The water supply pipes are buried across wide range of areas, so it is hard to spot them using excavation and takes a large amount of expense. Thus, there is a high risk for direct research and application, accompanying many difficulties in implementation of them. Therefore, it is more economical and convenient to use indirect evaluation variables than direct evaluation of the buried pipes in assessing the degree of pipe deterioration. To assess the degree of pipe deterioration using the indirect evaluation variables, it should be done first to identify how and to what extent they affect the degree of deterioration. This study measured the evaluation variables for pipe deterioration using the pipe endoscope and analyzed the measurement results and the degree of impact on the pipes. In addition, this study attempted to evaluate the adequateness of the pipe deterioration evaluation using the indirect variables based on the analysis results. The evaluation variables measured through the pipe endoscope were the thickness of sediments, size of scale, degree of desquamation and condition of connections. For the indirect evaluation variables, the data such as the property data from GIS pipe network map as well as the material, diameter, age and pipe lining material of the pipe, road type, leakage frequency, average water velocity and water pressure using the leakage repair records was collected. Using the collected data, this study comparatively analyzed the indirect evaluation variables for the degree of pipe deterioration and the results from the pipe endoscope to choose appropriate variables for pipe deterioration evaluation and calculated the weights of the indirect variables on the degree of deterioration. The results showed that the order of the impact of indirect variables on deterioration was pipe age > pipe lining material > road type > leakage frequency > average water velocity with their weights of 0.45, 0.20, 0.15, 0.10, and 0.10, respectively. Conclusively, the results suggest that the measures of sediment thickness, scale size, degree of desquamation and condition of connections are appropriate for the evaluation of pipe deterioration and sufficient for the analysis of the impact of the indirect variables on deterioration.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.39-46
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• 2019

최근에 지하공동이나 배관의 위치 파악 등의 필요에 의해 금속을 포함하여 다양한 재질의 지하 물체를 탐지하는 일이 중요해지고 있다. 이러한 이유로 지하 탐지 분야에서 GPR(Ground Penetrating Radar) 기술이 주목을 받고 있다. GPR은 지하에 묻혀 있는 물체의 위치를 찾기 위하여 레이더파를 조사하고 물체로부터 반사되는 반사파를 영상으로 표현한다. 그런데 레이더 신호는 지하에서 여러가지 물체에서 반사되어 나오는 특징이 물체마다 유사한 경우가 많기 때문에 GPR 영상을 해석하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 영상 인식 분야에서 최근에 많이 활용되고 있는 딥러닝 기반의 CNN(Convolutional Neural Network)모델을 이용하여 임계값에 따른 GPR 영상에서의 배관 위치를 추정하고 그 실험 결과 임계값이 7 혹은 8 일 때 가장 확실하게 배관의 위치를 찾음을 증명하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.963-971
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• 2022

상수도 관망은 국가 수도 시설의 주요한 구성 요소이지만 대부분이 지중에 매립되어 있어 배관의 노후화 정도 및 누수를 파악하기 어려우므로 유지관리 하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 관망에 설치된 다양한 센서 조합을 가정하여, 데이터 조합에 따른 관로 누수 판별 가능성을 검토하기 위하여 선형회귀분석, 뉴로퍼지 등의 인공지능 알고리즘을 통한 유량과 압력 예측을 실시하여 최적 알고리즘을 도출하였다. 공급압력 예측을 통한 누수판별의 경우 뉴로퍼지 알고리즘이 선형회귀분석에 비하여 우수하였다. 누수유량 예측에서는 뉴로퍼지를 이용한 유량예측이 우선 고려되어야 한다. 다만, 유량을 모사하기 힘든 경우에는 선형 알고리즘을 이용한 공급압력 예측이 이루어져야 할 것으로 사료 된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.296-301
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• 2021

GPR은 전자파를 지반 또는 대상물에 방사시켜 반사체에서 돌아온 반사파를 이용하는 탐사법으로써 광산의 지반침하나 건설현장의 비파괴 조사, 지반조사, 지하시설물 탐사 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 네트워크 RTK와 연계한 GPR을 이용한 비금속 상수관의 탐사에 대한 활용성을 제시하고자 하였다. GPR을 이용하여 연구대상지 상수관에 대한 데이터를 취득하였으며, 상수관로에 대한 위치 및 매설 심도를 측정하였다. 정확도 평가를 위해 GNSS 관측 성과와 GPR 탐사 결과를 비교하였으며, -0.16m ~ 0.15m의 편차를 확인하였다. 이러한 결과는 공공측량 작업규정의 기기성능을 만족하는 것으로 GPR을 이용한 상수관의 탐사가 가능함을 제시하였다. GPR은 기존 금속관로탐지기에서와 같은 접지 설치가 필요하지 않기 때문에 지하시설물 탐사를 위한 작업의 효율성 증대에 기여할 것이며, GPR을 이용한 탐사는 금속 및 비금속 지하시설물에 대한 위치와 심도를 동시에 취득할 수 있어 GIS 시스템 구축을 위한 데이터로 이용이 가능하다. 향후 추가적인 연구를 통해 금속 및 비금속관로 탐사와 콘크리트, 아스팔트 등 지면 매질에 따른 탐사 특성비교 연구가 이루어진다면 GPR을 이용한 지하시설물 탐사의 다양한 활용성을 제시할 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권3호
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• pp.224-231
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• 2005

현장 물리탐사 수행 시 상용화된 장비로는 탐사 대상 매질의 물성, 대상체의 크기, 모양 등의 탐사목적 및 현장여건에 의해 탐사가 불가능 하거나 탐사 목적에 맞는 분해능을 얻지 못하는 경우를 종종 만나게 된다. 이러한 다양한 현장 조건 및 탐사 목적에 효과적으로 적용할 수 있는 다목적 물리탐사 측정 시스템을 개발하였다. 이 다목적 측정 시스템은 PXI를 기반으로 하며 A/D 변환기 또는 GPIB 인터페이스를 이용한 측정 장치를 통해 신호를 측정하게 되며 확장성이 커 다양한 문제에 적용이 가능하다. 구성된 측정 시스템을 이용하여 시추공 레이다 탐사 시스템과 시추공 초음파 탐사 시스템, 전자기적 잡음 측정 시스템을 구축하였다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 네트워크 분석기를 GPIB를 통해 제어하고 현장 조건에 따라 임의로 안테나의 길이 조절이 가능한 스텝 주파수 레이다 탐사 시스템이며, 시추공 초음파 탐사 시스템은 압전 송수신기 센서, 고출력 송신기와 A/D 변환기로 구성되어 시추공 내에서 초음파를 이용하여 착맥된 지하공동의 범위를 측정하기 위해 구성된 시스템이며, 전자기적 잡음 측정 시스템은 3개의 자기장 센서와 2개의 전기장 센서 그리고 A/D 변환기로 구성되며 임의로 측정시간과 샘플링 주파수의 조절이 가능하고 임의의 시간에 예약 측정이 가능한 시스템이다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 상용 시스템으로 불가능했던 지하공동의 넓이와 지장물을 찾는 탐사에서 효과적인 결과를 보여주었으며, 시추공 초음파 탐사 시스템도 지하공동의 넓이를 측정하는 실험에서 가능성을 확인할 수 있었다. 한편 전자기적 잡음 측정 시스템을 이용하여 도심지 내 전자기적 잡음특성을 파악할 수 있었으며, 이를 변형하여 전기비저항 탐사 시 사용되는 다양한 케이블에 대한 케이블 내의 전자기적 유도 현상 및 그에 따른 신호 왜곡을 규명하는 실험에 적용하여 시스템의 확장성을 확인하였다.

• Spatial Information Research
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• 제4권1호
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• pp.21-42
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• 1996

본 연구의 목적은 안양천 유역분지를 중심으로 도시화가 본격적으로 이루어지기 이전의 하도를 복원하여 하도의 변화를 파악하고 안양천 유역분지내에서 1957년과 1991년 사이의 토지이용패턴의 변화를 살피려한다. 또한 안양천유역의 상류부근에서 1989년이래 대규모 택지개발로 시가지역이 확대되면서 토지이용 변화에 따른 수문 현상을 파악하여 홍수와 같은 자연재해의 변화양상을 파악하려고 한다. 안양천 유역 분지에서 1957년과 1991년 사이에 하천은 대부분 직선화 되고 지류의 소하천이 복개가 되어 하천의 총길이다 87Km가 감소 되었다. 특히 토지이용 변화에서 가장 획기적인 변화는 유역분지내에서 10%의 농경지와 20%의 임야가 감소되고, 기사지역이 약 30% 확대되었다는 점이다. 특히 수해돠 같은 자연재해가 일어나기 쉬운 안양천 하천 버퍼내의 토지이용현황을 보면 1957년에는 하천 버퍼지대가 주로 임야(42.53%)와 농경지(43.08%)로 이용되고, 오로지 14.39%만이 시가지역으로 이용되고 있었다. 그러나 1991년의 하천 버퍼지대에서는 집중적으로 개발되어 42.76%가 시가지화 되었고 약 30%가량이 농경지로 이용되고 있어 홍수시에 수해의 피해 규모가 증대될 가능성이 크다. 강우량의 규모와 분포패턴에 따라 다르겠지만 안양천 상류지역에서 평촌지구 및 산본지구의 택지개발을 전.후하여 대체로 개발전과 개발후가 진행되고 있는 시기 보다 강우량에 대한 수위의 변화량이 적은 편이다. 이는 개발전에 평촌 및 산본 택지 개발지구가 대부분 논이나 임야로 되어 있었던 지역이기 때문에 논이나 녹지에 의해 유량이 저류되었다가 서서히 하도로 흘러들어 가서 수위의 변화량도 완화되고 최고 수위가 나타나는 시간도 지연되기 때문이다. 개발 후는 하수관거등의 배수시설이 완비됨으로서 우량이 조절되어 수위의 변화량이 완화된다고 볼 수 있다. 반면에 개발전에 비해 개발후는 비가 온 후 즉각적으로 최고 수위에 달하게 되어 홍수도달시간이 매우 단축됨을 알 수 있다. 이지역에서 1989년에서 1993년 까지 시가지역이 약 7.04Km/sup 2/나 증가하고 전체 면적에 대해 5.5%증가함에 따라 불투수층의 증가로 홍수도달시간은 약4 시간 정도 단축되었다. 개발이 진행되고 있는 시넘에서는 도시 배수시설이나 녹지 및 논과 같이 물을 일시적으로 저장하여 조절하는 것이 없기 때문에 우량에 대한 수위의 변화가 극단적으로 크게 나타나며 또한 홍수도달시간도 매우 단축되어 나타난다. 이는 개발 도중에 홍수해나 산사태와 같은 재해가 일어날 확률이 높아지며, 개발후에도 홍수 도달시간이 매우 단축되므로 하천가의 개발등은 재해의 규모를 증대시킬 확률이 있다고 생각 된다. 따라서 수해 피해를 줄이고 하천의 친수기능을 살리기 위해 유역분지 내에서 종합적인 치수대책 수립과 개발지역에서 재해영향 평가 제도의 도입이 요구된다.